Атомы хлора

Учёные Делфтского технического университета во главе с ведущим исследователем Сандером Отте смогли сохранить один килобайт данных на пластине размером 96 на 126 нанометра. Каждый бит данных в таком накопителе представлен атомом хлора, а теоретическая ёмкость изобретённого ими запоминающего устройства составила пятьсот терабит на квадратный дюйм, что примерно в пятьсот раз больше, чем у лучших жёстких дисков, доступных в продаже в настоящее время.

В своей работе учёные использовали сканирующий туннельный микроскоп, который позволял менять положение атомов. По их словам, эта задача походила на решение головоломки с движущимися панелями. Каждый бит данных состоял из двух положений на поверхности атомов меди и одного атома хлора, который можно было двигать назад и вперед между этими положениями. Когда атом хлора находился в верхнем положении, то под ним возникала дыра — это учёные называли единицей. Когда дыра оказывалась сверху, а атом хлора внизу, это было нулём.

Атомы хлора были окружены другими атомами того же элемента, что позволяло им удерживать друг друга. Прочие химические элементы малопригодня для использования в таком накопителе, поскольку они либо хаотично движутся, либо вступают в непредсказуемое взаимодействие.

Память была организована блоками по 8 байт в каждом. У каждого блока был маркер из тех же дыр, что у атома хлора. Они работали как QR-коды, в которых содержалась информация о точном положении блока на поверхности медной платы. Этот код также мог показывать, целый ли блок или он повреждён. В теории на подобный накопитель размером с почтовую марку можно было бы сохранить все когда-либо написанные человечеством книги.

В основу технологии положена теория, высказанная известным физиком Ричардом Фейнманом. В 1959 году он предположил, что если бы человечество смогло создать платформу, на которой можно размещать индивидуальные атомы в любом произвольном порядке, каждый из этих атомов смог бы хранить единицу информации. Из уважения к Фейнману Сандер Отте вместе с коллегами закодировали знаменитую лекцию учёного, на которой говорилось об этой теории, на площадке шириной 100 нанометров.

По словам учёных, новая технология раскрывает огромные перспективы хранения глобальных массивов данных, но её появления в дата-центрах, а тем более в потребительской электронике не стоит ждать в ближайшие годы. В нынешней форме такая память работает только в условиях абсолютного вакуума и при температуре жидкого азота (минус 196,15 градуса по Цельсию). Кроме того, запись данных на такой носитель очень трудоёмка и осуществляется крайне медленно. Тем не менее, открытие учёных немного приблизило появление миниатюрных накопителей, способных хранить всю доступную человечеству информацию.
Читать далее